基于剩余能量与最小邻近簇半径的成簇算法.doc

基于剩余能量与最小邻近簇半径的成簇算法张作锋,刘三阳()西安电子科技大学陕西西安710071摘要:针对LEACH算法在选举簇首时没有考虑节点的剩余能量,并且簇首的分布不均匀,簇内节点与簇首采取单跳通信,从而影响网络生命期的问题,提出了利用剩余能量和最小邻近簇半径调整节点成为簇首的概率,并在簇内对部分节点采取多跳通信的成簇算法。仿真结果表明,该算法有效延长了网络生命期,均衡了簇首的分布,并且改善了簇内的结构。关键词:簇首;网络生命期;成簇算法;剩余能量()文章编号:10042373X2009032004203中图分类号:TP393文献标识码:BClusteringAlgorithmBasedonResidualEnergyandLeastAdjacentClusteringRadiusZHANGZuofeng,LIUSanyang()XidianUniversity,Xi′an,710071,ChinaAbstract:AsfortheproblemofLEACHclusteringalgorithmnotconsideringtheresidualenergyofnodeswhenselectingclusterheads,andthedistributingoftheheadsnotuniformity,municatingwiththeheadbyone2hop,,:clusterhead;work;clusteringalgorithm;residualenergy[5])(gyAdaptiveClusteringHierarchy,HEEDHybridEn20引言[6])(ergyEfficientDistributedClustering和DCHSLowEnergyAdaptiveClusteringHierarchywithDeterministic(works,无线传感器网络Wireless[7])Cluster2HeadSelection等。LEACH算法中,所有节点)WSN由部署在监测区域内的传感器节点组成,它通过轮流充当簇首,网络周期性地进行簇首选举,每个周期称无线通信的方式形成一个网络系统,在军事国防、灾难()为一轮round。在每轮中,各节点独立运行公式产生一预警、环境控制、信息通信等各个领域都有着十分广泛[1]的应用。传感器节点体积小,能量有限,处理能力低,,,个数再生成一个随机数通过两个数的比较来判断节点如何充分利用有限的能量,提高网络生命期是传感器网是否当选簇首。在每轮中,所有簇首选举后,进入稳定工络面临的首要任务。作阶段。HEED算法中,簇首的选择主要依据主、次两个参数。主参数依赖于节点剩余能量,用于随机选取初始人们基于节能的考虑,提出了各种各样的拓扑控制簇首集合,具有较多剩余能量的节点将有较大的概率暂算法。根据网络拓扑结构划分为平面算法和分簇算[2]时成为簇首,而最终该节点是否成为簇首取决于剩余能法。平面拓扑控制算法中,各节点地位相同,通过功率控制简化网络拓扑结构,从而减少冲突、干扰,达到节量是否比周围节点多得多;次参数依赖于簇内通信开销。[3][4]能的目的。POW,LMA和LMNDCHS算法针对LEACH算法中的不足,综合考虑节点等。分簇算法是无线传感器网络节省能量,延长网络生当前能量和阈值对簇首选取的影响。命期的有效方法。节点分簇的主要思想是根据某种规针对LEACH算法的不足和文献[8]只考虑剩余则选择出一些节点成为簇首,在剩余节点中继续按某种能量的不足,提出了基于剩余能量和最小邻近簇半径的规则选择节点加入簇首,形成簇。(成簇算法BasedonResidualEnergyandLeastAdja2(典型的分布式簇首选取算法有LEACHLow2Ener2)centClusteringRadius,ECR,并对簇内结构合理化。通过对LEACH算法的修改,使得最小邻近簇半径小收稿日期:2008206216()基金项目:国家自然科学基金资助项目60674108的节点当选簇首的概率降低;剩余能量大的节点当选簇首的概率增大,并与能量消耗模型结合,以降低能量消l比特信息到距离为d的接收方时,公式。发送方传输发送能量开销为:耗为目的,改善簇内拓扑结构。通过与LEACH算法2的比较,仿真结果表明,ECR算法延长了网络生命期,εlE+ld,d<delecfso(